電渦流緩速器在客車的應(yīng)用及故障分析

[摘 要]電渦流緩速器在汽車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用逐漸廣泛，本文首先分析了電渦流緩速器的工作原理，在此基礎(chǔ)上重點探討了電渦流緩速器在城市公共汽車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用優(yōu)勢以及常見的故障分析，提出了具體的電渦流緩速器維護(hù)保養(yǎng)措施與建議，對于進(jìn)一步提高電渦流緩速器在汽車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用及維護(hù)保養(yǎng)水平具有一定的借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]電渦流緩速器;客車制動系統(tǒng);故障分析

[中圖分類號]U463.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432(2010)14-0073-02

1 引 言

公共汽車由于行車密度很高，在交通情況復(fù)雜的城市道路上行駛，為避免交通事故，需要進(jìn)行頻繁的不同程度的制動。在這些情況下，單靠行車制動系統(tǒng)難以完成這樣的制動任務(wù)。因為長時間頻繁工作不僅會使制動系統(tǒng)工作溫度大大提高，還會使制動器發(fā)生熱衰退，以致制動效能大大降低，甚至制動力完全失效，這是汽車的安全要求所不允許的。目前的制動器普遍采用接觸式制動原理，不可避免地存在制動器壽命短或制動失效率高的缺點，因此無接觸式輔助制動系統(tǒng)應(yīng)運而生，俗稱緩速器。它的采用提高了剎車片的壽命，從根本上克服了上述缺點。 本文重點對電渦流緩速器在客車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用進(jìn)行分析，并進(jìn)行簡單的故障診斷探討，以期探討電渦流緩速器在客車制動系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并和廣大同行分享。

2 電渦流緩速器的工作原理分析

電渦流緩速器利用電磁學(xué)原理，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，來實現(xiàn)車輛的減速和制動。電渦流緩速器制動力矩的產(chǎn)生具體過程是這樣的:當(dāng)駕駛員接通緩速器的控制手柄(或踩下制動踏板)開關(guān)進(jìn)行減速或制動時，電渦流緩速器的勵磁線圈自動通以直流電流而勵磁，產(chǎn)生的磁場在定子磁極氣隙和前后轉(zhuǎn)子盤之間構(gòu)成回路。磁極磁通量的大小與勵磁線圈的匝數(shù)以及所通過的電流大小有關(guān)，另外轉(zhuǎn)子盤和鐵芯的材料也影響磁場的分布。這時在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子盤上，其內(nèi)部無數(shù)個閉合導(dǎo)線所包圍的面積內(nèi)磁通量就發(fā)生變化(或者說其內(nèi)部無數(shù)個閉合導(dǎo)線就切割勵磁線圈所產(chǎn)生的磁力線)，從而在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)部產(chǎn)生無數(shù)渦旋的感應(yīng)電流，即渦電流(以下簡稱渦流)。在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)會因為磁通量的減少或增加而產(chǎn)生兩種方向相反的渦流。一旦渦流產(chǎn)生后，磁場就會對這些渦流產(chǎn)生力的作用，即阻止轉(zhuǎn)子盤轉(zhuǎn)動的力(制動力)，阻力的方向可由弗萊明(Flemin)左手法則來判斷。阻力的合力沿轉(zhuǎn)子盤周向形成與其旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩，同時渦流在具有一定電阻的轉(zhuǎn)子盤內(nèi)部流動時會產(chǎn)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱。這樣，車輛行駛的動能就通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能，并通過轉(zhuǎn)子盤上的葉片產(chǎn)生的強(qiáng)勁風(fēng)力將熱量迅速散發(fā)出去。

電渦流緩速器安裝在汽車的傳動系統(tǒng)中，用來提高車輛的安全性能。簡單地說，電渦流緩速器的工作原理是利用電磁學(xué)原理把汽車行駛的動能轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)掉，從而實現(xiàn)汽車的減速。

3 電渦流緩速器在客車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用分析

為了進(jìn)一步驗證電渦流緩速器在客車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用情況，筆者特意對高州市在制動系統(tǒng)部件安裝有電渦流緩速器的公共汽車進(jìn)行實際跟車考察，經(jīng)過筆者一段時間的觀察，發(fā)現(xiàn)電渦流緩速器有以下應(yīng)用特點:

(1)制動效能高

電渦流緩速器利用電磁場原理工作，本身沒有機(jī)械磨損，其優(yōu)越性能比較突出。試驗檢測其制動功率為勵磁功率的50~80倍，最大制動轉(zhuǎn)矩可達(dá)3000N#8226;m。在行車制動過程中，電渦流緩速器產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩占總制動轉(zhuǎn)矩的30%～80%。特別是在常用速度范圍，其制動轉(zhuǎn)矩比例達(dá)50%左右。

(2)故障率低，可靠性好電渦流緩速器本身沒有機(jī)械磨損，散熱良好，平均無故障工作時間達(dá)15800小時。緩速器的標(biāo)定工作溫度為130℃，實際正常工作溫度在70℃左右。

(3)制動響應(yīng)快，操作性能好

相對于機(jī)械制動器，電信號控制和電磁場工作的響應(yīng)更快。在操作上，與制動踏板聯(lián)動，駕駛員只需踩下制動踏板，電渦流緩速器即先于機(jī)械制動器起作用，自動發(fā)揮其最好的作用。

(4)用作輔助制動裝置

電磁場工作原理決定了其不能使車輛減速到零便立即完全停住車。所以在控制設(shè)計上，當(dāng)車速小于5km/h時，系統(tǒng)退出制動待命狀態(tài)，由機(jī)械制動器單獨承擔(dān)制動負(fù)荷。

3.2 故障分析

由于電渦流緩速器在具體應(yīng)用上，將車速信號傳感器安裝在緩速器上，感應(yīng)采集車速變化信號，該信號控制電渦流緩速器系統(tǒng)是否進(jìn)入制動待命狀態(tài)。在驅(qū)動控制器作用下，當(dāng)車速大于5km/h時，系統(tǒng)進(jìn)入制動待命狀態(tài)。車速在0～5km/h時，系統(tǒng)退出制動待命狀態(tài)，對司機(jī)的制動操作不響應(yīng)。因為車輛在這樣低速行駛或停住時，無須輔助制動，可避免緩速器因司機(jī)踩住制動踏板而繼續(xù)通電，以保護(hù)勵磁線圈不被燒損。

因此對于電渦流緩速器而言，最容易發(fā)生的故障現(xiàn)象就是勵磁線圈的燒損，一旦勵磁線圈損毀，將致使整個電渦流緩速器工作的失效，因此對于電渦流緩速器的常見故障，應(yīng)該首先檢查勵磁線圈是否正常通斷電，并在此基礎(chǔ)上檢查外圍電路，一般都是由于電子元件的失效而引發(fā)故障的。

電渦流緩速器的維護(hù)保養(yǎng)主要包括清洗和定期維護(hù)兩個方面。

(1)電渦流緩速器的清洗

車輛在粉塵較多的環(huán)境里或泥濘道路上行駛，灰塵、泥土等必定黏附并沉積到電渦流緩速器上，從而影響到電渦流緩速器的散熱性能和使用壽命，所以必須經(jīng)常清洗。清洗電渦流緩速器維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容主要包括以下幾點:

①檢查電渦流緩速器接線端子。打開電渦流緩速器接線盒，檢查各接線端，如有松動就緊固接線柱螺母。

②檢查接地線。注意檢查電渦流緩速器和車架上的接地線，如有松動，必須將其緊固。

③檢查變速器輸出端。注意查看電渦流緩速器與變速器的結(jié)合部，如有漏油現(xiàn)象，則需要更換變速器后油封。

(2)電渦流緩速器的定期維護(hù)

電渦流緩速器定期維護(hù)保養(yǎng)的項目分為5000公里、2萬公里和6萬公里3個不同周期來進(jìn)行，每40萬公里還要將電渦流緩速器拆下，目測檢查轉(zhuǎn)子是否有變形、刮傷、裂紋等問題，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)停止使用，并在最短的時間內(nèi)修復(fù)。

4 結(jié) 語

電渦流緩速器是一種高效汽車制動輔助裝置，既可以使汽車在坡道行駛時方便地實行緩速和恒速行駛，也可以在高速公路或者路況較差的情況下及時輕松地進(jìn)行緩速，因此可極大提高汽車行駛時的安全性與舒適性。電渦流緩速控制器作為電渦流緩速器總成的電控部分，其性能直接影響電渦流緩速器的使用效果。本文對電渦流緩速器在客車制動系統(tǒng)上的應(yīng)用及常見故障進(jìn)行了簡單分析，對于提高電渦流緩速器的應(yīng)用水平和維護(hù)保養(yǎng)水平具有一定借鑒意義。

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